Lehrinhalte

Teil 1: Beschreibung von seriellen Robotersystemen

Dies umfasst die grundsätzlichen Bestandteile von Robotern wie verschiedene Gelenktypen, Sensoren und Aktoren. Beispielhaft werden die unterschiedlichen kinematischen Typen vorgestellt. Die für die Beschreibung von Robotern notwendigen mathematischen Hintergründe werden eingeführt. Für typische 6-Gelenk-Industrieroboter wird die Vorwärts- und Rückwärtsrechnung vorgestellt.

Teil 2: Parallele Robotersysteme

In diesem Teil der Vorlesung werden die Erkenntnisse und mathematischen Modelle aus Teil 1 übertragen auf Robotersysteme mit paralleler Kinematik.

Teil 3: Bewegung

Die Bewegung von Robotern entlang von Trajektorien/geometrischen Bahnen wird analysiert. Methoden zur Bahnplanung, zur Bestimmung des Konfigurationsraums und zur Dynamikplanung werden beschrieben.

Teil 4: Steuerung von Robotern

Technische Verfahren der Regelungstechnik sowie Beispiele von Programmiertechniken in der Robotik werden vorgestellt. Ein typisches Anwendungsszenario in der Robotik, die Sensor- und Systemkalibrierung, wird näher beleuchtet.

Qualifikationsziele / Kompetenzen

• Eigenständige Lösung von anwendungsnahe Übungsaufgaben aus der Robotik mit mathematischem Hintergrund
• Grundsätzliches Verständnis für die kinematischen Eigenschaften von seriellen und einfachen parallelen Robotern (beinhaltet Wissen über Transformationen, Euler-/Tait-Bryan-Winkel, Quaternionen, etc.)
• Erster Erfahrungen mit der Programmierung einfacher Robotik-Anwendungen
• Grundverständnis für die Komplexität und Notwendigkeit von unterschiedlichen Bahn- und Dynamikplanungsverfahren.
• Einblick in einfache Methoden zur System- und Sensorkalibrierung erhalten.